e-BRDF

Emissionsgradbestimmung durch die Identifikation einer bidirektionalen Reflexionsverteilungsfunktion im thermischen Infrarot

Motivation

Thermografiekameras erlauben die Aufnahme von Wärmebildern. Diese Kameras erfassen die Infrarotstrahlung, welche von den betrachteten Objekten abgegeben wird. Zusätzlich wird Infrarotstrahlung aus der Umgebung ebenfalls am Objekt reflektiert. Um mit Wärmebildern korrekte Temperaturen zu messen, muss daher der Emissionsgrad der Objektoberflächen bekannt sein. Das bis heute in vielen Fällen nur unzufriedenstellend gelöste Problem der Emissionsgradbestimmung wird in diesem Vorhaben adressiert.

Ziele und Vorgehen

Ziel des Projektes ist die berührungslose, Infrarot-optische in-situ Messung von gerichteten Emissionsgraden. Hierzu sollen Thermografiekameraaufnahmen der Reflexion einer bewegten breitbandigen Infrarot-Strahlungsquelle auf der Oberfläche des Messobjektes für verschiedene Bestrahlungs- und Sichtwinkel genutzt werden. Aus den gemessenen Daten werden die Parameter einer zu entwickelnden bidirektionalen Reflexionsverteilungsfunktion (BRDF) im Infrarot identifiziert. Mit deren Kenntnis lässt sich unter anderem der Emissionsgrad angeben.

Innovation und Perspektiven

Das angestrebte Infrarot-optische Messverfahren ermöglicht eine neuartige, zerstörungsfreie, vollständig berührungslose und in-situ anwendbare Messung des gerichteten Emissionsgrades von Messobjektoberflächen. Typische Anwendungen der Thermografie sind die Messung und anschließende Optimierung von Wärmeverlusten von Gebäuden, industriellen Prozessen, Produkten und Bauteilen. Weiterhin kann aus den ermittelten Parametern einer BRDF auch auf den Oberflächenzustand (z.B. Rauheit, Porosität, Korrosion) geschlossen werden. Perspektivisch ist es mit den BRDFen denkbar, Störstrahlung aus Thermografieaufnahmen mittels Raytracing herauszurechnen.

 

Ansprechpersonen

Leonhard Klar
+49 211 6214-954

Projektdetails

Koordination

Prof. Dr.-Ing.Andreas Kroll
Universität Kassel, Mess- und Regelungstechnik
, Kassel

Projektvolumen

264 Tausend Euro (zu 100 % durch das BMBF gefördert)

Projektdauer

01.11.2022 - 31.10.2024

Projektpartner

Universität Kassel, Mess- und RegelungstechnikKassel